نحوه انتخاب بال اسکرو برای محور Z پرینتر سه بعدی

در یک سیستم حرکت چاپگر سه بعدی، محور Z معمولاً به سرعت بالایی مانند محورهای X و Y نیاز ندارد. با این حال، تأثیر مستقیمی بر پایداری دستگاه، بلند کردن بستر، ثبات لایه و عملکرد چاپ طولانی مدت دارد.

اگر بستر چاپ به آرامی حرکت نکند، اگر یک پلت فرم بزرگ گرم شده در حین بلند کردن کج شود، یا اگر ساختار محور Z به اندازه کافی سفت و سخت نباشد، کیفیت چاپ نهایی ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد.

بسیاری از چاپگرهای سه بعدی DIY رومیزی از پیچ T8 در محور Z استفاده می کنند. این یک راه حل ساده و مقرون به صرفه برای چاپگرهای کوچک با بار سبک و سفر کوتاه است. اما وقتی چاپگر بزرگ‌تر می‌شود، بستر گرم‌شده سنگین‌تر می‌شود، یا دستگاه برای چاپ صنعتی یا پردازش ترکیبی استفاده می‌شود، پیچ استاندارد T8 ممکن است محدودیت‌هایی را در سفتی، کارایی، صافی و پایداری طولانی مدت نشان دهد.

در این موارد، بال‌اسکرو گزینه‌ای کاربردی‌تر برای سیستم بالابر محور Z-می‌شود. این ارتقاء لازم برای هر چاپگر سه بعدی نیست، اما می‌تواند برای سیستم‌های محور Z که به ظرفیت بار بالاتر، حرکت عمودی نرم‌تر، سفر طولانی‌تر و ماشین‌کاری سفارشی نیاز دارند، انتخاب بهتری باشد.

این راهنما عملکرد اصلی محورهای X، Y و Z را در یک چاپگر سه بعدی توضیح می دهد، چرا بال اسکروها به جای محورهای X/Y بیشتر برای محور Z در نظر گرفته می شوند، نحوه انتخاب بین اسکرو و بال اسکرو، و نحوه انتخاب بال اسکرو محور Z چاپگر سه بعدی مناسب بر اساس قطر، سرب، نوع مهره، اسکرو.

محورهای X، Y و Z در چاپگر سه بعدی چه می کنند؟

یک چاپگر سه بعدی در سه جهت اصلی حرکت می کند: محور X، محور Y و محور Z.

• رامحور Xمعمولاً به حرکت چپ-و-راست اشاره دارد. موقعیت سر چاپ یا نازل را در جهت افقی کنترل می کند.
• رامحور Yمعمولاً به حرکت جلو-و-به عقب اشاره دارد. بسته به ساختار چاپگر، ممکن است هد چاپ، بستر یا بخشی از سیستم دروازه ای را حرکت دهد.
• رامحور Zبه حرکت عمودی اشاره دارد. حرکت رو به بالا و پایین سر چاپ، تخت گرم، سکو یا دروازه را کنترل می کند.

به زبان ساده، محورهای X و Y شکل هر لایه چاپ شده را تشکیل می دهند، در حالی که محور Z ارتفاع بین لایه ها را کنترل می کند. در حین چاپ، نازل در صفحه X/Y حرکت می کند تا یک لایه ایجاد کند. پس از تکمیل آن لایه، محور Z با ارتفاع یک لایه حرکت می کند و لایه بعدی شروع می شود.

این تفاوت همچنین توضیح می دهد که چرا این سه محور اغلب از ساختارهای حرکتی متفاوتی استفاده می کنند. محورهای X و Y معمولاً به حرکت سریع، سبک و پاسخگو نیاز دارند. محور Z معمولاً کندتر حرکت می کند، اما باید ثابت بماند و ممکن است نیاز به حمل وزن بیشتری داشته باشد.

به همین دلیل، محورهای X/Y و محور Z اغلب با روش‌های انتقال متفاوت طراحی می‌شوند.

چرا بال اسکروها معمولا در محورهای X/Y استفاده نمی شوند؟

بال اسکروها را می توان بر روی محورهای X و Y در برخی از ماشین های خاص استفاده کرد، اما آنها انتخاب معمولی برای اکثر چاپگرهای سه بعدی FDM نیستند. در بسیاری از چاپگرهای رومیزی یا DIY، محورهای X/Y از تسمه‌ها برای حرکت حرکتی، همراه با میله‌های صاف، شفت‌های خطی یا ریل‌های راهنمای خطی برای هدایت استفاده می‌کنند.

این نکته مهم است: میله های صاف یا ریل های راهنمای خطی هدایت را ارائه می دهند، در حالی که تسمه ها حرکت واقعی حرکت را ارائه می دهند. میله ها یا ریل ها قطعات متحرک را در مسیر مستقیم نگه می دارند. موتور و سیستم تسمه حرکت را ایجاد می کنند.

دلایل مختلفی وجود دارد که چرا بال اسکروها معمولاً برای محورهای X/Y پرینترهای سه بعدی رایج ترجیح داده نمی شوند.

اول اینکه محورهای X و Y نیاز به سرعت بالا و شتاب مکرر دارند. هد چاپ در طول هر لایه بارها تغییر جهت می دهد. سیستم انتقال سبک تر به دستگاه کمک می کند سریعتر پاسخ دهد. گیربکس تسمه ای سبک تر است و برای این نوع حرکت های مکرر با سرعت بالا مناسب تر است.

دوم، یک بال اسکرو بلند که با سرعت بالا می چرخد ​​را می توان با سرعت بحرانی، لرزش و دقت نصب محدود کرد. اگر پیچ طولانی باشد و محور به سرعت حرکت کند، پیچ ممکن است نویز، لرزش یا خطاهای حرکتی ناخواسته ایجاد کند، مگر اینکه کل سازه با دقت طراحی شده باشد.

سوم، تسمه ها در حال حاضر برای بسیاری از کاربردهای چاپ FDM کافی هستند. برای چاپگرهای رومیزی، چاپگرهای DIY و بسیاری از طرح‌های CoreXY، تسمه‌ها تعادل خوبی از سرعت، هزینه و انعطاف‌پذیری نصب ارائه می‌دهند.

به همین دلیل، یک ساختار رایج در بسیاری از پرینترهای سه بعدی این است:

محورهای X/Y: میله های صاف یا ریل های راهنمای خطی برای هدایت، و تسمه ها برای حرکت رانندگی.

همچنین به همین دلیل است که بال اسکروها بیشتر برای محور Z به جای محورهای X یا Y در برنامه های پرینتر سه بعدی مورد بحث قرار می گیرند.

چرا محور Z اغلب از پیچ های سربی یا بال اسکرو استفاده می کند

محور Z با محورهای X و Y متفاوت عمل می کند. معمولاً نیازی به حرکت سریع به عقب و جلو ندارد. وظیفه اصلی آن این است که تخت، سکو، سر چاپ یا دروازه را به سمت بالا و پایین حرکت دهد و در عین حال ارتفاع هر لایه را ثابت نگه دارد.

در بسیاری از چاپگرهای سه بعدی، محور Z از تخت گرم، سکوی چاپ، پرتو محور X یا حتی کل ساختار دروازه پشتیبانی می کند. سرعت حرکت معمولا کم است، اما پایداری، ظرفیت بار و حرکت عمودی قابل تکرار مهم هستند.

به همین دلیل است که محور Z اغلب از این نوع ساختار استفاده می کند:

میله های صاف یا ریل های راهنمای خطی برای هدایت، و یک پیچ یا بال اسکرو برای حرکت بلند کردن.

هم پیچ های سرب و هم بال اسکروها، حرکت چرخشی موتور را به حرکت خطی تبدیل می کنند. تفاوت در نحوه تعامل مهره و پیچ است. یک پیچ سربی عمدتاً با اصطکاک لغزشی کار می کند. یک توپ اسکرو با تماس غلتشی از طریق توپ های در حال گردش کار می کند.

برای بسیاری از پرینترهای سه بعدی رومیزی، پیچ T8 کافی است. برای چاپگرهای بزرگ‌تر، تخت‌های سنگین‌تر، سفر بیشتر در محور Z- یا سیستم‌های مکانیکی سخت‌تر، یک بال‌اسکرو می‌تواند کارایی بهتر، حرکت نرم‌تر و عملکرد طولانی‌مدت بهتری را ارائه دهد.

به همین دلیل است که بسیاری از کاربرانی که به دنبال یک اسکرو پرینتر سه بعدی هستند، در واقع روی ساختار بالابر محور Z- تمرکز می‌کنند.

سرب اسکرو یا بال اسکرو: کدام یک برای محور Z پرینتر سه بعدی بهتر است؟

انتخاب بین اسکرو و بال اسکرو نباید تنها بر اساس این باشد که کدام یک دقیق تر به نظر می رسد. این باید به ساختار واقعی ماشین، بار، سفر، هزینه و الزامات پایداری بستگی داشته باشد.

یک پیچ سرب T8 که به آن پیچ سرب ذوزنقه ای نیز می گویند، یک انتخاب رایج برای بسیاری از محورهای Z چاپگر سه بعدی DIY است. ساده، مقرون به صرفه، نصب آسان است و اغلب رفتار قفل کننده بهتری دارد. برای چاپگرهای رومیزی کوچک، یک پیچ سرب معمولاً می تواند عملکرد حرکت عمودی کافی را ارائه دهد.

بال اسکرو دارای راندمان انتقال بالاتر، اصطکاک کمتر و حرکت نرمتر است. برای سیستم‌های محور Z با بارهای سنگین‌تر، سفر طولانی‌تر یا نیازمندی‌های پایداری بیشتر مناسب‌تر است.

با این حال، یک بال اسکرو نیز هزینه بیشتری دارد و به تراز بهتر، واحدهای پشتیبانی مناسب، ماشینکاری انتهایی مناسب و روانکاری منظم نیاز دارد.

یک راهنمای انتخاب ساده در زیر نشان داده شده است:

برای هر چاپگر سه بعدی نیازی به بال اسکرو نیست. برای چاپگرهای رومیزی کوچک و سبک، ممکن است بیش از نیاز باشد. اما زمانی که بار محور Z سنگین‌تر می‌شود، مسیر طولانی‌تر می‌شود، سکو عریض‌تر می‌شود، یا ماشین به تجهیزات صنعتی نزدیک‌تر می‌شود، مزایای بال‌اسکرو معنادارتر می‌شود.

به طور خلاصه:

یک پیچ سرب برای سیستم‌های محور Z-کم هزینه و سبک-رومیزی مناسب است. بال اسکرو برای سیستم‌های محور-بار سنگین،-بزرگ-، زمان طولانی-یا صنعتی Z- مناسب‌تر است.

نحوه انتخاب بال اسکرو برای محور Z پرینتر سه بعدی

هنگامی که تصمیم گرفتید که محور Z به یک بال اسکرو نیاز دارد، سؤال بعدی صرفاً این نیست که "کدام بال اسکرو بهترین است؟" سوال بهتر این است:کدام بال اسکرو با ساختار واقعی چاپگر مطابقت دارد؟

هنگام انتخاب یک بال اسکرو برای محور Z چاپگر سه بعدی، مهمترین فاکتورها عبارتند از: قطر، سرب، نوع مهره، طول کل، ضربه موثر و ماشینکاری انتهایی.

قطر را بر اساس بار محوری Z- انتخاب کنید

قطر بال اسکرو بر صلبیت، ظرفیت بارگذاری و مقاومت در برابر خمش تأثیر می گذارد. قطر بزرگتر معمولاً سفتی بهتری را فراهم می کند، اما هزینه، وزن و فضای مورد نیاز را نیز افزایش می دهد.

برای محور Z پرینتر سه بعدی، همیشه بهتر نیست بزرگترین پیچ را انتخاب کنید. قطر باید با وزن بستر، اندازه سکو، استحکام قاب و طول سفر مطابقت داشته باشد.

یک مرجع کلی در زیر نشان داده شده است:

برای یک چاپگر کوچک DIY، ممکن است یک بال اسکرو 1204 کافی باشد.
برای یک چاپگر سه بعدی متوسط ​​یا بزرگ، بال اسکرو 1605 اغلب یک گزینه عملی و متعادل است.
برای تخت گرمای سنگین، سکوی عریض یا ماشین صنعتی، ممکن است سایزهای 2005، 2010 یا بزرگتر در نظر گرفته شود.

برای بسیاری از سیستم های محور Z-پرینترهای سه بعدی متوسط ​​و بزرگ، بال اسکرو 1605 یک انتخاب رایج است زیرا تعادل خوبی بین استحکام، کنترل، هزینه و در دسترس بودن نصب ارائه می دهد.

سرب را بر اساس الزامات حرکت انتخاب کنید

سرب به این معنی است که وقتی پیچ یک دور کامل می چرخد، مهره چقدر حرکت می کند.

به عنوان مثال:

• بال اسکرو 1204: قطر 12 میلی متر، سرب 4 میلی متر
• بال اسکرو 1605: قطر 16 میلی متر، سرب 5 میلی متر
• بال اسکرو 1610: قطر 16 میلی متر، سرب 10 میلی متر
• بال اسکرو 2005: قطر 20 میلی متر، سرب 5 میلی متر

برای محور Z چاپگر سه بعدی، سرعت بسیار بالا معمولاً نیاز اصلی نیست. پایداری، کنترل پذیری و سازگاری لایه مهمتر است.

سرب کوچکتر حرکت ظریف و وضوح مکانیکی بالاتری را ارائه می دهد. برای بلند کردن پایدار و حرکت عمودی کنترل شده بهتر است. سرب بزرگتر امکان حرکت سریعتر را فراهم می کند، اما ممکن است به گشتاور موتور بیشتر و کنترل دقیق تری نیاز داشته باشد.

برای انتخاب محور Z-، منطق زیر معمولاً عملی است:

• سرب 4 میلی متر یا 5 میلی متر: برای بلند کردن محور Z{2}} پایدار بهتر است
• سرب 10 میلی متر: مناسب برای سازه های خاص که نیاز به حرکت عمودی سریع تری دارند

محور Z سنگین-: از انتخاب سرنخ بزرگ فقط برای سرعت خودداری کنید

برای اکثر برنامه های کاربردی بال اسکرو محور Z چاپگر سه بعدی، کنترل مدل هایی مانند 1204، 1605 و 2005 آسان تر است و بهتر با سرعت پایین و حرکت پایدار محور Z مطابقت دارند.

نوع مهره را بر اساس فضای نصب انتخاب کنید

مهره بال اسکرو باید با ساختار نصب چاپگر مطابقت داشته باشد. در بسیاری از موارد، مشکل خود پیچ ​​نیست، بلکه مشکل این است که آیا می توان مهره را به درستی نصب کرد.

برای سیستم های محور Z{1}}پرینتر سه بعدی، مهره فلنج اغلب رایج ترین انتخاب است. دارای سوراخ‌های نصب است و می‌توان آن را راحت‌تر به صفحه بالابر، براکت محور Z یا ساختار سکو ثابت کرد.

انواع آجیل رایج عبارتند از:

بیشتر پرینترهای سه بعدی معمولی به مهره دوتایی نیاز ندارند. یک مهره دوبل هزینه بیشتری دارد و فضای بیشتری را اشغال می کند. برای سیستم‌های بالابر صنعتی با-سفتی بالا، ضربه کم-مناسب‌تر است.

برای اکثر طرح‌های محور Z-مهم‌ترین سؤالات این است: آیا می‌توان مهره را محکم نصب کرد؟ آیا سوراخ های نصب مناسب هستند؟ آیا نگهدارنده مهره به اندازه کافی سفت است؟

طول کل و سکته موثر را تأیید کنید

هنگام انتخاب یک بال اسکرو، گفتن "من به پیچ 500 میلی متری نیاز دارم" کافی نیست. طول کل پیچ با حرکت محور Z- قابل استفاده یکسان نیست.

یک پرینتر سه بعدی Z-باید بال اسکرو مورد توجه قرار گیرد:

• طول کل پیچ
• سکته مغزی موثر
• طول رزوه ای
• طول مهره
• فضای اشغال شده توسط واحد پشتیبانی
• فضای اشغال شده توسط کوپلینگ
• موقعیت های نصب بالا و پایین
• محدوده سفر سکوی واقعی

اگر این ابعاد از قبل تأیید نشده باشند، پیچ ممکن است به اندازه کافی بلند به نظر برسد، اما پس از نصب واحد پشتیبانی، کوپلینگ و مهره، ممکن است حرکت محور Z{0}} واقعی کافی نباشد.

برای چاپگرهای سه بعدی با فرمت بزرگ یا سفارشی، بهتر است ابتدا حداکثر حرکت محور Z- را از ساختار دستگاه تأیید کنید و سپس طول کل پیچ و ابعاد انتهای ماشینکاری را تعیین کنید.

این مرحله به‌ویژه برای پروژه‌های بال‌اسکرو محور Z{0}}از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا بسیاری از چاپگرهای سه‌بعدی به سادگی از طول‌های پیچ استاندارد استفاده نمی‌کنند. بال اسکرو اغلب باید با قاب، موقعیت موتور، واحد پشتیبانی و فضای نصب موجود مطابقت داشته باشد.

پایان ماشینکاری را برای واحدهای موتور و پشتیبانی تأیید کنید

ماشینکاری انتهایی یکی از جزئیاتی است که به راحتی هنگام انتخاب بال اسکرو برای محور Z چاپگر سه بعدی نادیده گرفته می شود. این به طور مستقیم تعیین می کند که آیا توپ اسکرو می تواند در دستگاه نصب شود یا خیر.

انتهای ماشینکاری شده یک بال اسکرو معمولاً باید مطابقت داشته باشد:

• استپر موتور یا سروو موتور
• جفت شدن
• واحد پشتیبانی
• بلبرینگ
• مهره قفل کننده
• صفحه نصب
• جزئیات معمول ماشینکاری انتهای بال اسکرو عبارتند از:
• ماشینکاری شفت پلکانی
• قطر صندلی بلبرینگ
• انتهای رشته ای
• شیار حلقه نگهدارنده
• راه کلید
• سطح صاف
• پخ
• ماشینکاری طول سفارشی

به عنوان مثال، قطر شفت موتور، اندازه سوراخ اتصال، مدل واحد پشتیبانی و قطر داخلی بلبرینگ همگی بر ابعاد ماشینکاری انتهایی تأثیر می‌گذارند. حتی اگر قطر پیچ و سرب درست باشد، اگر انتهای ماشینکاری شده با جفت موتور، تکیه گاه یاتاقان یا ساختار نصب مطابقت نداشته باشد، بال اسکرو همچنان ممکن است در دستگاه قرار نگیرد.

قبل از سفارش یک بال اسکرو Z-مفید است که تأیید کنید:

• قطر شفت موتور
• اندازه کوپلینگ
• نوع واحد پشتیبانی
• ساختار پایان ثابت-و پشتیبانی-
• نقشه ماشینکاری پایانی
• آیا یک نگهدارنده مهره یا واحد پشتیبانی نیز مورد نیاز است

برای سازندگان تجهیزات یا خریداران دسته ای، قابلیت ماشینکاری نهایی بسیار مهم است. بال اسکرو AZ{1}}به تنهایی استفاده نمی شود. باید با قاب ماشین، موتور، واحد پشتیبانی، نگهدارنده مهره و سیستم راهنمای خطی کار کند.

بال اسکرو تک محور یا دوتایی Z؟

استفاده از یک یا دو بال اسکرو Z{0}}به طور عمده به عرض سکو، توزیع بار و پایداری سازه بستگی دارد.

برای یک چاپگر کوچک، اگر پلت فرم باریک و بار سبک باشد، یک پیچ محور Z{0}} کافی است. این ساختار ساده است، هزینه کمتری دارد و کنترل آن آسانتر است.

برای یک پلت فرم عریض، تخت بزرگ گرم یا سازه دروازه ای سنگین، پیچ های توپ دوگانه محور Z می توانند پشتیبانی بهتری ارائه دهند. دو پیچ می توانند هر دو طرف سازه متحرک را پشتیبانی کنند و کج شدن یا بارگذاری ناهموار را کاهش دهند.

با این حال، طراحی Z دوگانه صرفاً اضافه کردن یک پیچ دیگر نیست. مسئله کلیدی همگام سازی است. اگر دو پیچ با هم حرکت نکنند، ممکن است یک طرف پلت فرم بالاتر از طرف دیگر قرار گیرد که می تواند بر کیفیت چاپ تأثیر بگذارد.

طراحی دو محور Z-باید در نظر گرفته شود:

• همان مدل توپ پیچ در دو طرف
• ارتفاع نصب در هر دو طرف یکسان است
• کنترل موتور هماهنگ
• اتصال تسمه تایم در صورت نیاز
• ساختار پلت فرم سفت و سخت
• ریل های راهنمای خطی برای هدایت بهتر

برای چاپگرهای سه‌بعدی متوسط، بزرگ یا سنگین-، پیچ‌های دوتایی Z رایج‌تر هستند. برای یک چاپگر کوچک DIY، استفاده از پیچ های دوتایی فقط برای پیشرفته تر جلوه دادن ساختار معمولاً غیر ضروری است.

نتیجه‌گیری: مارپیچ محور راست -با دستگاه مطابقت دارد

محورهای X، Y و Z یک چاپگر سه بعدی دارای الزامات حرکتی متفاوتی هستند. محورهای X و Y عمدتاً مسئول حرکت سریع مسطح هستند، بنابراین معمولاً از تسمه برای حرکت حرکتی و میله های صاف یا ریل های راهنمای خطی برای هدایت استفاده می کنند. محور Z وظیفه بلند کردن عمودی را بر عهده دارد و ممکن است نیاز به پشتیبانی از بستر، سکو یا دروازه‌ای داشته باشد، بنابراین اغلب از پیچ سرب یا بال‌اسکرو استفاده می‌کند.

برای چاپگرهای سه بعدی DIY معمولی و چاپگرهای رومیزی FDM، یک پیچ سرب T8 ساده، مقرون به صرفه و برای بسیاری از برنامه‌های بلند کردن محور Z{2}} کافی است.

برای چاپگرهای سه‌بعدی متوسط ​​و بزرگ، تخت‌های گرم شده سنگین، محورهای Z بلند-، تجهیزات چاپ صنعتی، یا دستگاه‌های هیبریدی چاپگرهای CNC/3D، یک بال‌اسکرو می‌تواند ظرفیت بار بهتر، حرکت نرم‌تر و عملکرد طولانی‌مدت پایدارتری را ارائه دهد.

هنگام انتخاب یک بال اسکرو برای محور Z چاپگر سه بعدی، مقایسه فقط قیمت یا قطر کافی نیست. بال اسکرو مناسب باید با ساختار واقعی دستگاه مطابقت داشته باشد.

یک محور Z- مناسبتوپ پیچباید بر اساس انتخاب شود:

• بار محور Z-
• اندازه چاپگر
• قطر پیچ توپ
• سرب بال پیچ
• نوع مهره توپ
• طول کل و ضربه موثر
• ماشینکاری انتهای بال اسکرو
• واحد پشتیبانی بال اسکرو و کوپلینگ
• سیستم هدایت خطی
• طراحی تک یا دو محور Z-

برای یک چاپگر کوچک و سبک DIY، ممکن است یک پیچ سرب کافی باشد. اگر محور Z نیاز به حمل یک پلت فرم سنگین‌تر داشته باشد، بلند کردن نرم‌تر را فراهم کند یا در ماشین‌های صنعتی کار کند، بال‌اسکرو گزینه مناسب‌تری است.

بال اسکرو سمت راست همیشه بزرگترین آن نیست. این موردی است که با نیازهای بار، ضربه، فضای نصب و حرکت چاپگر مطابقت دارد.

اکنون تماس بگیرید

مقالات مرتبط:

راهنمای چاپگر سه بعدی 1.Ball Screw: چه زمانی باید از بال اسکرو در چاپگر سه بعدی استفاده کرد؟

2. ریل های خطی برای چاپ سه بعدی چیست؟

3. آیا راهنماهای خطی واقعاً بهتر از V-سیستم‌های چرخ یا میله برای چاپگرهای سه بعدی هستند؟

4. ریل های خطی در مقابل میله های خطی: کدام سیستم حرکتی برای چاپگرهای CNC و سه بعدی بهتر است؟

ایمیل:export@dlybearing.com

←بازگشت به وبلاگ